[科普中国]-他将生命科学上升到新高度

今天，基因概念已进入公众视野，“转基因”、“基因治疗”等已成热门话题。基因研究已有上百年历史，伴随着遗传学发展而不断被细化和升华。遗传学研究一般追溯到十九世纪六十年代奥地利神父孟德尔（Gregor Mendel）“分离规律”和“自由组合规律”的发现，但遗传学真正意义起始则是二十世纪。
1915年，摩尔根与同事出版了具有里程碑意义的专著《孟德尔遗传学机制》，结合前人结果和自身研究进展系统阐述了遗传的染色体理论，标志着经典遗传学正式成立，也确定了摩尔根在遗传学史上能媲美牛顿（经典力学奠基人）的历史地位。摩尔根理论直接把生物的性状与染色体上功能单位（基因）相关联，开创了遗传学研究新纪元。巧合的是，不久另一位伟大遗传学家诞生，他最终将遗传学推进到新高度。
1916年6月8日，克里克（Francis Harry Compton Crick）出生于英格兰北安普敦一个中产阶级家庭，儿时就拥有旺盛的好奇心，并立志解开大自然奥秘。二十世纪上半叶是物理学时代，受此感召克里克选择物理学作为专业，尽管最终并未将其作为职业，但学到的逻辑思维能力成为克里克从事生命科学研究游刃有余的重要因素之一。
二战结束后，已是而立之年的克里克面临一个艰难抉择，下一步怎么办？尽管拥有物理学基础，但对于天才如林的物理界而言并无多大优势，机缘巧合的是克里克阅读到一本科普小册子——理论物理学家薛定谔的《生命是什么》。克里克被书中所探讨的生命奥秘所深深吸引，一方面意识到生命科学研究具有理想的前景，另一方面这一新兴领域较小的竞争力也适合自己的尝试。在几位同事和挚友协助下，克里克于1949年进入剑桥大学卡文迪许实验室医学研究委员会。
第一步，克里克首先恶补了生物学基础知识，对拥有扎实科学根基的他自然不是难事；第二步，克里克需熟悉生物学实验的基本操作，其研究内容则是利用X-射线衍射技术解析蛋白质结构，遗憾的是克里克在这方面缺乏天分，结果并不理想。对于以实验见长的生命科学而言，动手能力不足是一个重大缺陷。因此，克里克对将来发展方向一片迷茫，一位年轻人的出现彻底改变了克里克科研生涯。
1951年，来自美国的23岁遗传学家沃森加入卡文迪许实验室。沃森对遗传物质DNA结构充满极大兴趣，他与克里克的促膝长谈促使二人最终组成DNA结构 攻关小组，同时开启克里克一生最为辉煌的“黄金十年”。
经过近两年艰苦卓越努力， 1953年4月25日沃森和克里克完成DNA双螺旋结构模型，要点是：DNA是一种右手双螺旋结构，四种碱基存在互补配对（A与T，G与C）。DNA结构的阐明从根本上揭示了生命的奥秘，开启分子生物学新时代，这被看作二十世纪可媲美相对论和量子力学的最重大成果。DNA结构的阐明对遗传学发展也具有革命性意义，它将摩尔根染色体中的基因概念具体化，极大方便了随后科学研究。
1953年5月30日，沃森和克里克进一步阐述DNA双螺旋结构的用途，认为DNA复制过程中碱基配对是DNA信息世代稳定传递的基础，此外还提出DNA复制应采取半保留假说（1958年证实）。
1958年，克里克独立创造性提出分子生物学两条基本定律：序列假说和中心法则。序列假说是指DNA碱基序列直接决定了蛋白质中氨基酸序列，这种对应关系就是遗传密码，在伽莫夫逻辑推理基础上，克里克进一步提出三联体密码，即三个连续碱基决定一种氨基酸，这一假说在60年代被证实。中心法则则指DNA处于遗传信息传递的中心地位，它可决定RNA序列信息（转录过程），RNA进一步决定蛋白质序列信息（翻译过程）。当时只发现一种RNA，即核糖体RNA，克里克提出还存在携带氨基酸的转运RNA，1961年还提出并证实蛋白质翻译的直接模板信使RNA的存在。至此，分子生物学基本框架搭建完毕，克里克一人撑起了整个大厦。
克里克做出的巨大科学贡献也使荣誉接踵而来，特别是1962年与沃森等由于“发现核酸分子结构和在生物体内信息传递的重要性”而分享诺贝尔生理学或医学奖。
六十年代末，克里克开始新的自我挑战，加入美国索尔克研究所，重点关注“意识”的形成机制，并提出多种“脑洞大开”理论来解释大脑的机能，此外还涉足生命起源领域。由于这些问题本身巨大的复杂性，目前理论尚未得到真正验证，但克里克不知疲倦的探索精神感染了众多年轻人投身脑科学领域。
2004年7月28日，克里克由于结肠癌而在美国圣地亚哥去世，享年88岁，一代科学巨匠陨落。而在一年前，人类基因组计划正式完成，克里克见证了遗传学发展的新辉煌。
克里克不单单是一位科学家，更多是一位伟大哲学家和思想家，对生命科学奥秘具有深邃的洞察力，他的发现不仅是几项科学成就，更多是勾勒出分子生物学基本蓝图，奠定了至今半个多世纪生命科学领域的研究基础。DNA双螺旋结构的重要性体现在它一直是生命科学的研究中心；DNA复制理论则推动半保留复制假说证实、冈崎片段和连接酶等的发现；中心法则指导了生命科学领域基本研究模式（从DNA突变到蛋白质功能异常再到疾病发生）；RNA研究则一次次点燃生命科学热潮（RNA干扰、非编码RNA、基因编辑等）。这一系列重大成就突显克里克发现的影响力。
沃森和克里克提出的DNA双螺旋模型已不单单是一种生物大分子结构，它的内在美感激发了众多年轻学子的研究激情，进一步推动了相关领域的快速发展。今天，DNA双螺旋已成为生命的图腾，在多个领域都具有至高无上的统治地位。
年年有诺奖，百年克里克。克里克被誉为“分子生物学之父”，是二十世纪罕见天才和最具影响力科学家之一，他的成就影响了分子生物学乃至整个生命科学和医学的发展，时至今日仍在发挥着基础性贡献。
（注：2016年是著名分子生物学大师克里克诞辰一百周年，撰写此文以示纪念）